大倾角特厚煤层综放液压支架工作阻力确定

为提高大倾角特厚煤层综放开采"R-S-F"系统稳定,采用相似材料模拟实验,对长山子煤矿大倾角特厚煤层综放开采液压支架工作阻力进行研究.结果表明:沿工作面倾向,中部区域支架载荷最大,最大平均载荷为5 540 kN,上部区域支架载荷次之,最大平均载荷为5 340 kN,下部区域支架载荷最小,最大平均载荷为4 966kN,且工作面中上部区域支架易发生逆向侧翻失稳,工作面下部区域易发生错动性滑落失稳.并将测得的支架工作阻力与采用载荷估算和R-S-F动力控制理论计算等方法计算的结果进行对比研究,结果显示支架工作阻力在合理范围内,并确定长山子煤矿大倾角特厚煤层综放液压支架工作阻力5 000 kN.     

大倾角坚硬易燃特厚煤层群综放开采技术研究

华亭矿区东峡煤矿大倾角坚硬易燃特厚煤层群综放开采工业性试验，研究了大倾角（37°）坚硬易燃特厚煤层群围岩活动和矿山压力规律，提出了煤层群多区段“区域（大范围）岩层控制理论”，有效解决了大倾角综放工作面“支架-围岩”系统失稳难题，对解决我国大倾角煤层开采问题具有重大的理论及现实意义。     

大倾角厚煤层综放工作面矿压显现规律实测研究

大倾角煤层易受剧烈地壳运动的影响,其煤层顶底板遭受破坏的程度比缓倾斜煤层要大。采用现场实测的研究方法,对大倾角厚煤层综放工作面矿压显现规律进行实测研究,为进一步理论分析提供实践资料,并为指导工作面支架选型及安全生产提供依据。     

大倾角工作面液压支架失稳原因分析及防治措施

对于大倾角煤层的综放开采,在倾角较大的情况下,综放工作面液压支架的下滑甚至倒架等支架事故成为整个工作面安全可靠运转的主要制约因素之一。本文深入分析了复杂条件大倾角综放工作面液压支架失稳的原因及其控制技术。     

大倾角特厚煤层综放面矿压显现规律

为了研究大倾角特厚煤层综放开采矿压显现规律及超前影响范围,以担水沟煤矿9101工作面为工程背景,设计了工作面矿山压力监测、回采巷道表面位移监测以及超前支承压力监测方案,并进行了现场观测;总结了大倾角特厚煤层综放面矿压显现规律,分析了超前支承压力分布以及对回采巷道的影响范围。结果表明:9101工作面周期来压具有明显的时间差,支架载荷分布不均匀,工作面中部矿压显现相对两边明显且强烈;工作面超前支承压力影响范围在工作面前方50 m左右,峰值距煤壁的距离为20 m左右,应力集中系数平均为1.85.研究成果对担水沟矿和类似条件下大倾角厚煤层工作面的液压支架选择及两巷超前支护优化和管理具有一定的指导意义。     

大倾角厚煤层综放工作面平巷锚网支护技术

王家山煤矿大倾角厚煤层综放工作面回采巷道变形破坏比较严重,是制约工作面实现安全高效生产的主要因素之一。文中根据巷道变形及锚杆受力的现场实测和巷道分步开挖与支护过程的FLAD3D模拟,分析了王家山煤矿大倾角厚煤层综放工作面回采巷道围岩变形破坏基本特征,提出了采用锚杆不对称布置方式,巷道断面采用圆角微拱矩形的锚网支护方案及其参数。现场试验获得了良好的技术经济效果。     

坚硬煤层综放开采支架-围岩关系特点分析

实践表明,坚硬特厚煤层综放工作面的支架载荷及其波动较大,周期来压明显且存在大压、小压现象,来大压时有时还非常剧烈。这与一般的松软或中硬特厚煤层综放工作面有着明显的差别。文中对此进行了系统总结。分析认为,坚硬煤层综放工作面存在剧烈矿压显现的根本原因是顶煤传递顶板压力的能力较强,以及顶板存在的大、小结构的特征。     

大倾角综放工作面运输机上窜下滑控制技术

本文针对大倾角回采综放工作面如何有效控制运输机上窜下滑,提出采取以工作面两端头互为支点旋转推进的技术,通过现场实践,成功的实施控制,同时对于大倾角回采支架防倒也采取了有效防倒措施,该技术的成功实施对于类似地质条件的综放工作面具有较强的借鉴意义。     

坚硬煤层综放开采支架-围岩关系特点分析

实践表明，坚硬特厚煤层综放工作面的支架栽荷及其波动较大，周期来压明显且存在大压、小压现象，来大压时有时还非常剧烈。这与一般的松软或中硬特厚煤层综放工作面有着明显的差别。文中对此进行了系统总结。分析认为，坚硬煤层综放工作面存在剧烈矿压显现的根本原因是顶煤传递顶板压力的能力较强，以及顶板存在的大、小结构的特征。     

“三软”厚煤层综放工作面矿压规律及支架适应性分析

通过对轩岗矿区某矿厚煤层综采放顶煤工作面矿压观测分析,得出"三软"厚煤层综采放顶煤开采工作面的矿压显现特征,综合评价其支架的适应性与工作状态,为工作面支架选型提供依据,对同类条件下综放工作面开采具有指导意义。     

综放全厚开采20 m特厚中硬煤层数值模拟研究

针对酸刺沟煤矿6-1号煤层的具体条件,基于矿山压力对顶煤的压裂作用,运用数值模拟方法系统研究了综放全厚开采20 m特厚中硬煤层的合理工作面长度和工艺参数。主要结论有:工作面前支承压力峰值随工作面推进距离增大而变化;工作面前支承压力峰值随工作面长度的增加而增大;顶煤破坏系数随工作面推进距离和工作面长度的增加而变化。考虑矿山压力对顶煤的压裂作用,20m特厚中硬煤层综放工作面的长度应大于300 m;建议综放全厚开采20 m特厚中硬煤层的底层工作面应采用4.5 m的大采高;支架合力作用点位置和支架阻力对顶煤压裂和支护系统的稳定性起着十分重要的作用;给出了合理的开采工艺参数及其匹配。     

利用瓦斯抽放孔注水降尘技术研究

摘要：成庄矿 4308工作面开采的3#厚煤层,采用的是放顶煤采煤方法,工作面产尘量较大,不仅严重危害职工身心健康,加快机械磨损;同时工作面瓦斯含量较高,加之煤尘的掺入,降低了瓦斯爆炸下限,增加了瓦斯爆炸的危险性。利用瓦斯抽放孔进行动压注水防尘,实现抽放孔的一孔多用,在煤尘防治、改善工作面工作环境方面取得了明显效果。本文通过对4308工作面抽放孔进行的脉冲动压注水试验研究,对煤层注水工艺参数、封孔方法及注水效果进行了考察分析。实践结果证明：本文论述的钻孔布置方式、注水工艺及设备能够满足现场注水的需要,取得了较好的润湿及降尘效果。     

南梁厚土层浅埋单体长壁工作面矿压规律实测分析

在南梁煤矿首采工作面20105采前实验研究的基础上进行了现场观测,实测了活柱的下缩量、工作面顶板的移近量、顶板的来压强度以及巷道变形破坏参数,总结了厚土层覆盖层浅埋煤层单体长壁工作面的矿压显现规律.实验和观测表明,厚土层覆盖浅埋煤层工作面初次来压步距大,矿山压力显现剧烈,周期来压台阶下沉量大.针对目前顶板的支护状况和顶板灾变危险,提出了提高支柱初撑力等改善措施,为实现厚土层覆盖浅埋煤层单体长壁工作面安全开采提供了可靠依据.图7,参8.     

复合厚煤层孤岛工作面冲击地压的数值模拟

复合厚煤层发生冲击地压动力灾害事故,严重地影响矿山的安全生产。以南屯煤矿两边采空的9303复合厚煤层孤岛工作面为工程背景,利用Flac数值模拟软件,研究同一开采条件下,单一硬煤、软煤及复合厚煤层孤岛工作面回采过程中的采场压力分布规律,并进行对照模拟。结果表明:复合煤层支撑应力峰值小于单一硬煤和单一软媒。复合厚煤层工作面回采见方阶段时,产生明显的集中应力,易出现动力灾害事故。该研究成果在南屯煤矿实际开采中得到应用。     

基于弹性地基梁理论的端面顶板稳定性分析

端面冒顶一直是影响工作面安全高效开采的一大技术难题。本文采用弹性地基梁理论建立了端面顶板挠度微分方程,并运用PHASE 2D有限元软件建立了端面顶板稳定性数值模型,获得了煤层埋深、支架刚度、煤体刚度等因素对充填开采工作面端面顶板稳定性的影响。研究结果表明：（1）采深越大或液压支架刚度越小,端面顶板下沉越明显;煤层地基系数或顶板弹性模量增大时,端面顶板下沉有所减小,但影响较为有限;从可行性考虑,提高液压支架刚度,可以有效控制工作面顶板变形,降低端面冒顶及煤壁片帮的风险。（2）煤层埋深从200 m增加至250 m、300 m时,工作面前方塑性区宽度及支承压力显著增大,直接顶最大下沉量分别为61 mm、78 mm、96 mm。（3）煤层弹性模量从2 500 MPa增大至3 500 MPa、4 500 MPa时,工作面前方支承压力峰值略微增大,工作面前方煤体塑性区宽度也略微增大;直接顶下沉量略微减小。（4）现场观测表明,充填开采条件下支架阻力较小,工作面区域矿压显现不明显,顶板下沉得到有效控制。     

恒底开采矿压显现规律模拟研究

本文在现场实测的基础上,利用相似材料模拟实验方法,对厚煤层恒底开采和下行分层开采的矿压显现规律进行了对比研宄。研究结果表明:恒底开采第一分层时,由于顶煤易在采空区冒落,冒高较大,因此老顶来压时对采场的影响程度明显减小,这对于厚煤层坚硬顶板条件下的安全生产是十分有利的;恒底开采时,顶板裂隙扩展范围较小(裂隙带高度减小),并能减小顶板出现离层的高度,因此,有利于顶板含水层下(或地表水下)安全生产;恒底开采时,除最后一个分层外,各分层工作面的顶板均为煤体,因此可以减少煤炭含矸率,当煤层顶板较破碎时,其效果更明显     

"三软"厚煤层综放开采顶煤运移特征分析

针对“三软”厚煤层在综放开采情况下的顶煤运移变形特征,采用深基点位移观测法在预采顶分层和一次采全高两种情形下对顶煤的变形运移特性进行了现场观测及对比分析,从中得出两种情形下顶煤运移特征的异同点。本文结论对类似地质条件下的“三软”综放工作面确定合理的生产工艺参数提供了依据。     

兴泰煤矿二1煤层坚硬顶煤预裂爆破技术

 急倾斜坚硬厚煤层的开采方法是采矿技术所面临的难题之一。由于急倾斜坚硬厚煤层矿山压力显现不清楚,煤层顶板管理复杂,顶板事故多,回采率低等诸多因素的存在,使得矿井生产能力的提升及经济效益的提高受到束缚。兴泰煤矿二₁煤层具有煤质坚硬、倾角大、瓦斯高、煤层厚等显著特点。因此,提高坚硬顶煤的冒放性是兴泰煤矿放顶煤开采所面临的主要技术难题。本文在对坚硬顶煤破碎特点分析的基础上,结合兴泰煤矿二₁煤层工程地质条件,提出了提高二₁煤层坚硬顶煤冒放性的主要技术措施及三种预裂爆破方案。通过现场试验,成功的解决了二₁煤层坚硬顶煤难以放出的问题,取得了预期的效果。实现了急倾斜坚硬厚煤层放顶煤开采技术的突破,对中国急倾斜坚硬厚煤层的开采具有指导意义。     

覆沙层下大采高工作面覆岩运移规律

大采高开采的方法是提高煤炭资源回收、实现矿井高产高效的重要发展方向,但也造成工作面覆岩破坏严重。为此,文中以宁东煤田赋存的覆沙层下特厚煤层为背景开展大采全高工作面覆岩运移研究,运用相似模拟的方法并综合多种监测仪器从模拟现象、力源两个角度对大采高工作面覆岩运移、下沉乃至垮落的特征进行了全程监测与分析。研究表明:大采高工作面覆岩垮落初次来压步距较大,支架带压移架后极易发生直接顶乃至老顶的突然垮落,工作面来压强烈、伴随有明显的支架动载现象;延伸至地表的裂隙有诱发地表覆沙层弯曲、有溃入工作面的可能;模型开采结束后形成了6条贯穿至地表且与工作面推进方向成60°的垮落裂缝;模型内部各岩层下沉范围随着工作面的推进而不断扩大,呈U字型下沉趋势。